Bài giảng Mạch dao động và dao động điện tư

MẠCH DAO ĐỘNG & DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động . 1. Mạch dao động . 2. Hoạt động của mạch . 3. Sơ đồ hướng dẫn thiết lập biểu thức tức thời của điện tích trong mạch . 4. Khỏa sát sự biến thiên điện tích của mạch . 5. So sánh dđ cơ học và dđ điện từ. II/ Năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động LC . 1. Khảo sát năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động . 2. Kết luận . III/ Bài tập áp dụng . I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 1/Mạch dao động : Gồm cuộn dây có độ tự cảm L ( r = 0 ) nối với tụ điện có điện dung C tạo thành mạch kín . I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : Sau khi tụ đã tích điện thì phóng điện , q là điện tích phóng qua mạch tạo thành dòng điện i . Vì cuộn dây có độ tự cảm nên dòng điện qua mạch tăng và giảm từ từ , tụ điện cũng phóng điện và tích điện từ từ . I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 2/ Hoạt động của mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 3/ Sơ đồ hướng dẫn cách thiết lập biểu thức tức thời của điện tích trong mạch : I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 4/ Khảo sát sự biến thiên điện tích trong mạch : DAO ĐỘNG CƠ HỌC x” = - ² x x = A.sin( t + ) 2   DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ q” = - q q = Q.sin( t+ ) 2   I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 4/ Khảo sát sự biến thiên điện tích trong mạch : Giả sử ở thời điểm t , điện tích của tụ điện là q và tụ đang phóng điện . Cường độ tức thời của dòng điện qua cuộn cảm: i = dq/dt = q’ Dòng điện biến thiên tạo ra trong cuộn cảm một suất điện động tức thời : e = - Li' = - Lq" . Cuộn dây coi như máy thu điện : u = Ri + e = e ( Vì R = 0 ) Mặt khác : u = q / C  q / C = - Lq" Hay : Đặt : Phương trình trên có nghiệm là : 3/ Kết luận : Điện tích của tụ điện trong mạch dao động biến thiên điều hoà với tần số góc 01"  q LC q LC 12     tQq sin0 LC 1  I/ Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động : 5/ So sánh dao động cơ học & dao động điện từ : DAO ĐỘNG CƠ HỌC x v Eđ Et K m Hệ số ma sát K Lực ma sát Fms DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ q i WB WE 1 / C L Điện trở R Nhiệt lượng Q II/ Năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động L-C : 1/ Khảo sát năng lượng điện từ trong mạch dao động : Giả sử ở thời điểm t điện tích của tụ điện là : Dòng điện tức thời qua cuộn dây thuần cảm : Năng lượng điện trường tức thời của mạch : Năng lượng từ trường tức thời của mạch : Thay :    tQq sin0    tQqi cos' 0    t C Q C qWE 2 2 0 2 sin 22    tQLLiWB 2 2 0 2 2 cos 2 1 2 LC 12  II/ Năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động L-C : 1/ Khảo sát năng lượng điện từ trong mạch dao động : Suy ra năng lượng từ trường : Năng lượng điện từ của mạch : CHÚ Ý:      t C QtQ LC LWB 2 2 022 0 cos2 cos1 2 1      const C Q tt C Q WWW BE  2 cossin 2 2 022 2 0  22 2 0 2 0 maxmax LICU WWW BEEB  II/ Năng lượng dao động điện từ trong mạch dao động L-C : 2/ Kết luận : 1) Năng lượng của mạch dao động gồm có năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm 2 ) Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường cùng biến thiên tuần hoàn theo một tần số chung 3 )Năng lượng của mạch dao động được bảo toàn . Tại mọi thời điểm tổng năng lượng điện trường và từ trường là không đổi 4 ) Dao động của mạch dao động có những tính chất như trên gọi là dao động điện từ. Tần số  = là tần số dao động riêng của mạch. Dao động điện từ của mạch dao động là một dao động tự do. LC 1 III/ Bài tập áp dụng củng cố kiến thức : Một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung C = 15000 pF và một cuộn cảm L = 5microH ,điện trở không đáng kể . Hiệu điện thế cực đại ở hai đầu tụ điện là Uo = 1,2 V . Câu 1/ Tính tần số dao động điện từ trong mạch ? Câu 2/ Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch ? III/ Bài tập áp dụng củng cố kiến thức : BÀI GIẢI CÂU 1 Tần số dao động điện từ trong mạch : Suy ra : LC 1  Hz LC f 6 126 10.58,0 10.15000.10.52 1 2 1   III/ Bài tập áp dụng củng cố kiến thức : BÀI GIẢI CÂU 2 Cường độ dòng điện trong mạch :     AI II U L CI LICU 046,0 2,1 10.5 10.150002 22 2 6 1222 0 2 0 2 0 2 0 2 0      Trong quá trình thiết kế , mặc dù đã hết sức cố gắng ,tuy nhiên do kiến thức hạn hẹp nên bài giảng chắc chắn có rất nhiều thiếu sót . Kính mong Thầy xem xét và hướng dẫn thêm Xin chân thành cảm ơn . Chân thành cảm ơn nhiệt tình của Thầy và các bạn theo dõi bài giảng này .